DE102004006002B3 - Soi-Halbleiterbauelement mit erhöhter Spannungsfestigkeit - Google Patents

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Viktor Boguszewicz
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein SOI-Halbleiterbauelement mit zwischen einer ersten und einer zweiten Halbleiterzone angeordneten Feldelektroden und/oder Feldzonen, wobei eine Möglichkeit zur elektrischen Kopplung zwischen den Feldelektroden und den Feldzonen vorgesehen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein SOI-Halbleiterbauelement.
  • SOI-Halbleiterbauelemente (SOI = Silicon on Insulator) zeichnen sich durch eine auf einer Isolatorschicht angeordnete Halbleiterschicht aus, in der Dioden, Transistoren oder vergleichbare Halbleiterbauelemente realisierbar sind.
  • Generell ist es bei SOI-Halbleiterbauelementen von Interesse, eine möglichst hohe Sperrspannungsfestigkeit zu erzielen.
  • Die Abkürzung "SOI" wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung synonym für Bauelemente mit einer Halbleiter-, einer Isolations- und einer weiteren Halbleiterschicht aus beliebigen Materialien verwendet, was sich in der Fachsprache etabliert hat, so dass darunter nicht nur Bauelemente aus Silizium, sondern aus beliebigen Halbleitermaterialien wie beispielsweise Germanium oder Galliumarsenid zu verstehen sind.
  • Die DE 101 06 359 C1 beschreibt ein laterales SOI-Halbleiterbauelement in Dünnfilm-Technik mit einem Anoden-Kontakt und einem Kathoden-Kontakt, wobei der Anoden-Kontakt und der Kathoden-Kontakt jeweils über getrennten Abschirm-(Shield)-Gebieten des Substrats liegen, d.h. über Gebieten, die komplementär zur Grunddotierung des Substrats dotiert sind. Des Weiteren ist der Anoden-Kontakt mit dem Substrat elektrisch verbunden, wodurch die Raumladungszone auf das Substrat übertragen und im Substrat abgebaut wird. Als weitere Maßnahme zum Abbau der Raumladungszone im Substrat werden dort floatende, also nicht auf einem definierten Potential liegende Feldringe eingesetzt, die zwischen den Shield-Gebieten angeordnet sind.
  • 1 zeigt einen Ausschnitt eines als MOS-Transistor ausgebildeten SOI-Halbleiterbauelements nach dem Stand der Tech nik. Das SOI-Halbleiterbauelement ist im Wesentlichen schichtartig aufgebaut. Auf einem Halbleitersubstrat 10 mit einer Metallisierung 15 ist auf einer der Metallisierung 15 abgewandten Seite eine erste Isolatorschicht 20 gefolgt von einer Halbleiterschicht 30 angeordnet. Die Isolatorschicht 20 wird auch als vergrabener Isolator bezeichnet. Auf der der ersten Isolatorschicht 20 gegenüberliegenden Seite der Halbleiterschicht 30 ist eine zweite Isolatorschicht 40 angeordnet. In der Halbleiterschicht 30 ist eine die Sourcezone bildende erste Halbleiterzone 31 und zu dieser beabstandet eine die Drainzone bildende zweite Halbleiterzone 32 angeordnet, die jeweils durch Kontakte 51 bzw. 52 kontaktiert sind.
  • An die erste Halbleiterzone 31 schließt sich in der Halbleiterschicht 30 eine komplementär dotierte Kanalzone 33 an, wobei zwischen dieser Kanalzone 33 und der zweiten Halbleiterzone 32 eine Driftzone 30a gebildet ist, die vom selben Leitungstyp wie die erste 31 und zweite Halbleiterzone, jedoch schwächer dotiert ist. Zur Steuerung eines leitenden Kanals in der Kanalzone 33 dient eine Gate-Elektrode 41, die in die zweite Isolatorschicht 40 oberhalb der Halbleiterschicht 30 eingebettet ist. Ein notwendiger Anschluss zur äußeren Kontaktierung der Gate-Elektrode 41 ist nicht dargestellt.
  • Die sandwichartige Struktur aus der ersten 20 und zweiten 40 Isolatorschicht sowie der dazwischenliegenden Halbleiterschicht 30 ist auf dem Halbleitersubstrat 10 angeordnet, das beispielsweise vom gleichen Leitungstyp wie die erste 31 und zweite 32 Halbleiterzone bzw. die Driftzone 30a ist.
  • Das Halbleitersubstrat 10 weist auf seiner der ersten Isolatorschicht 20 zugewandten Seite komplementär zu dem Halbleitersubstrat 10 dotierte Abschirm-(Shield)-Zonen 11, 12 und Feldzonen 13a, 13b vom selben Leitungstyp wie das Halbleitersubstrat 10 auf. Ein Kontaktanschluss 51 der ersten Halbleiterzone 31 ist neben der ersten Halbleiterzone 31 auch mit der Shield-Zone 11 elektrisch leitend verbunden.
  • Aus der DE 197 55 868 C1 ist ein Hochvolt-SOI-Dünnfilmtransistor bekannt, der eine zwischen einer Gate-Elektrode und einer Drainzone angeordnete Feldplatte aufweist, welche mit in der Halbleiter-Dünnschicht angeordneten, komplementär zu dieser dotierten Zonen verbunden ist.
  • Die US 4,907,053 zeigt einen SOI-MOS-Transistor, bei dem eine Isolierschicht auf einem Substrat angeordnet ist. Auf der dem Substrat abgewandten Seite der Isolierschicht ist eine Halbleiterschicht angeordnet, die einen Sourcebereich, einen Kanalbereich und einen Drainbereich umfasst.
  • Aus der US 6,121,659 ist ein integrierter Schaltkreis in SOI-Technik mit vergrabenen Schichten bekannt, die als elektrische Leiter für diskrete Bauteilfunktionen, als thermische Leiter und/oder als Entkopplungskondensatoren dienen.
  • SOI-Halbleiterbauelemente der genannten Art weisen den Nachteil auf, dass die im Sperrzustand an der vergrabenen Isolatorschicht anliegende Spannung zu Spannungsdurchbrüchen führen kann, wodurch die Isolatorschicht und damit das SOI-Halbleiterbauelement zerstört werden können.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein SOI-Halbleiterbauelement vorzustellen, das eine verbesserte Sperrspannungsfestigkeit aufweist und einen erhöhten Schutz vor Spannungsdurchbrüchen bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein SOI-Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße SOI-Halbleiterbauelement weist einen schichtartigen Aufbau auf und umfasst aufeinanderfolgend ein Halbleitersubstrat, eine erste Isolatorschicht und eine Halbleiterschicht. In der Halbleiterschicht sind eine erste und eine zweite Halbleiterzone lateral voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterzone weist die Halbleiterschicht eine dritte Halbleiterzone auf. In lateraler Richtung zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterzone ist im Halbleitersubstrat eine Feldzone angeordnet, die komplementär zu einer ebenfalls im Halbleitersubstrat angeordneten vierten Halbleiterzone dotiert ist. Weiterhin ist oberhalb der der ersten Isolatorschicht abgewandten Seite der Halbleiterschicht wenigstens eine Feld elektrode zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone angeordnet.
  • Die erste und zweite Halbleiterzone sind in der Regel höher dotiert als die Halbleiterschicht.
  • Das erfindungsgemäße SOI-Halbleiterbauelement ist vorzugweise als Diode oder Feldeffekt-Transistor ausgebildet.
  • Bei einer Diode bildet die erste Halbleiterzone die p-dotierte Anode und die zweite Halbleiterzone die n-dotierte Kathode.
  • Entsprechend bildet bei einem Feldeffekt-Transistor die erste Halbleiterzone die Source- und die zweite Halbleiterzone die Drain-Zone. Hierbei weisen beide Halbleiterzonen denselben Leitungstyp auf. Außerdem ist zwischen der ersten und der dritten Halbleiterzone noch eine fünfte Halbleiterzone Kanalzone angeordnet, die die Kanalzone bildet.
  • Des weiteren ist es vorgesehen, die Raumladungszone in das Halbleitersubstrat zu übertragen. Dazu ist eine Verbindung zwischen der Halbleiterschicht und dem Halbleitersubstrat erforderlich. Zur Realisierung derartiger Verbindungen können elektrische Leiter wie beispielsweise Metalle, jedoch auch Widerstände, Dioden, Transistoren etc. eingesetzt werden.
  • Derartige Verbindungen werden bevorzugt zwischen dem Halbleitersubstrat und der Source- und/oder Drain-Zone realisiert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die erste und/oder die zweite Halbleiterzone mit dem Halbleitersubstrat verbunden.
  • Eine Homogenisierung des in dem SOI-Halbleiterbauelement auftretenden elektrischen Feldes kann durch jeweils eine der ersten bzw. zweiten Halbleiterzone gegenüberliegende, im Halbleitersubstrat angeordnete und komplementär zu diesem dotierte Shieldzone, also eine Abschirmzone erreicht werden. Die oben beschriebene Verbindung des Halbleitersubstrats mit der ersten und/oder zweiten Halbleiterzone erfolgt in bevorzugter Weise an diesen Shieldzonen.
  • In dem unter der ersten Isolatorschicht gelegenen Halbleitersubstrat ist in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone wenigstens eine komplementär zum Halbleitersubstrat dotierte Feldzone angeordnet, die sich ausgehend von der Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat und der ersten Isolatorschicht in den Volumenbereich des Halbleitersubstrats erstreckt. Weist das Halbleitersubstrat der ersten und zweiten Halbleiterzone zugeordnete Shieldzonen auf, so sind die Feldzonen zwischen diesen Shieldzonen angeordnet.
  • Feldzonen sind an der Ober- oder Grenzfläche des Halbleitersubstrates angeordnete und komplementär zur vierten Halbleiterzone dotierte Bereiche. Sie können durch bekannte Verfahren wie Legieren, Diffundieren, Ionenimplantation, epitaktisches Aufwachsen oder dergleichen hergestellt werden.
  • Die Feldzonen sind bevorzugt floatend angeordnet, d.h. sie liegen auf keinem beispielsweise durch einen äußeren Anschluss vorgegebenen elektrischen Potential. Bei floatenden Feldzonen ergibt sich deren elektrisches Potential allein durch die Verteilung des elektrischen Feldes im SOI-Halbleiterbauelement.
  • Des weiteren ist in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone auf der der ersten Isolatorschicht abgewandten Seite der Halbleiterschicht wenigstens eine Feldelektrode angeordnet.
  • Die wenigstens eine Feldelektrode besteht aus leitendem Material wie beispielsweise n+-dotiertem Polysilizium oder aus Metall, z.B. Aluminium. Ihre Form ist beliebig, bevorzugt ist sie jedoch annähernd stufig oder als schräg gestellte Platte ausgestaltet. Verschiedene Breiten, Neigungen sowie Abstände zur Halbleiterschicht sind ebenfalls möglich.
  • Die wenigstens eine Feldelektrode ist vorteilhafterweise gegenüber der Halbleiterschicht elektrisch isoliert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt diese Isolierung mittels einer weiteren Isolatorschicht, die zwischen der Halbleiterschicht und den Feldelektroden angeordnet ist.
  • Die Verwendung von Feldzonen in Verbindung mit Feldelektroden führt zu einer Homogenisierung des elektrischen Feldes, das sich insbesondere im Sperrzustand des SOI-Halbleiterbauelements aufbaut. Dies ist gleichbedeutend mit einer Erhöhung der Isolationsfestigkeit, da die räumliche Änderung des elektrischen Feldes ein Maß für die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten ist. Bei SOI-Halbleiterbauelementen ist insbesondere die zwischen der Halbleiterschicht und dem Halbleitersubstrat angeordnete Isolatorschicht durch Spannungsdurchbrüche gefährdet. Es ist zwar prinzipiell möglich, die Isolationsfestigkeit durch eine Erhöhung der Isolatorschichtdicke ebenfalls zu erhöhen, jedoch bringt dies fertigungstechnische Nachteile mit sich. Bevorzugt liegen jeweils eine Feldelektrode und eine Feldzone paarweise einander gegenüber.
  • Das erfindungsgemäße Prinzip lässt sich generell auf alle SOI-Halbleiterbauelemente übertragen.
  • Eine weitere Verbesserung der oben genannten Anordnung im Sinne einer Homogenisierung des elektrischen Feldes im SOI-Halbleiterbauelement kann durch die Kopplung einer Feldelektrode mit der Halbleiterschicht und/oder einer Feldzone erreicht werden. Diese Kopplung wird in bevorzugter Weise durch die Einführung von Kopplungsstellen realisiert, wobei zwischen drei verschiedenen Typen unterschieden wird. Bei Typ I ist die betreffende Feldelektrode nur mit der Halbleiterschicht, bei Typ II zusätzlich mit einer Feldzone elektrisch leitend verbunden. Bei Typ III hingegen ist die Feldelektrode mit einer Feldzone, jedoch nicht mit der Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt ist bei Typ III die Feldelektrode gegenüber der Halbleiterschicht elektrisch isoliert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kopplungsstellen vom Typ I oder II Kontaktierungszonen vom zweiten, zur dritten Halbleiterzone komplementären Leitungstyp auf, welche die dritte Halbleiterzone mit der Feldelektrode verbinden. Besonders bevorzugt umfassen die Kontaktierungszonen dabei einen ersten und einen zweiten Bereich, wobei der erste Bereich höher dotiert ist als der zweite Bereich und wobei der erste Bereich mit der Feldelektrode und der zweite mit der dritten Halbleiterzone kontaktiert ist.
  • Ein erfindungsgemäßes SOI-Halbleiterbauelement weist dabei bevorzugt Kopplungsstellen von genau einem der drei genannten Typen auf. Generell ist jedoch eine beliebige Kombination von Kopplungsstellen verschiedenen Typs und beliebiger Anzahl möglich.
  • Durch die Einführung der Kopplungsstellen, insbesondere dann, wenn die dritte Halbleiterzone im Bereich der Kopplungsstellen Kontaktierungszonen oder Isolierungen aufweist, reduziert sich der für den Stromfluss durch das SOI-Halbleiterbauelement zur Verfügung stehende Querschnitt der dritten Halbleiterzone, was den Widerstand des Bauelements erhöht.
  • Um diesen Nachteil auszugleichen, ist die Einführung von Kompensationszonen vorgesehen, die sich dadurch auszeichnen, dass die Dotierung der dritten Halbleiterzone zwischen zwei benachbarten Kopplungsstellen angehoben wird, so dass in diesen Zonen die Leitfähigkeit erhöht ist. Bevorzugt sind derartige Kompensationszonen zwischen zwei Kopplungsstellen derselben Feldelektrode angeordnet. Die Breite der Kompensati onszonen hängt von deren Dotierungskonzentration, den Schichtdicken der zweiten Isolatorschicht bzw. der Halbleiterschicht sowie der Breite der Feldzonen bzw. der Feldelektroden ab. Bei einer geeigneten Parameterauswahl lassen sich geringe Driftzonenwiderstände bei gleichbleibender Sperrfähigkeit erreichen.
  • Durch die Einführung von Feld- und/oder Shieldzonen ist zwischen zwei benachbarten derartigen Zonen in Verbindung mit dem dazwischenliegenden, komplementär zu diesen Zonen dotierten Volumenbereich des Halbleitersubstrats ein parasitärer MOS-Transistor ausgebildet, dessen Gate durch die in der Halbleiterschicht liegende Driftzone gebildet wird. Der parasitäre MOS-Transistor wird mit zunehmendem Stromfluss in der Driftzone aufgesteuert.
  • Um diesen Effekt zu unterbinden, ist die Einführung einer Kanalstopperzone vorgesehen, die zwischen einer Feldzone und einer weiteren Feldzone bzw. zwischen einer Feldzone und einer Shieldzone im Halbleitersubstrat angeordnet ist, den Leitungstyp der vierten Halbleiterzone aufweist, jedoch höher als diese dotiert ist. Hierdurch wird die Schwellenspannung des parasitären MOS-Transistors angehoben. Bevorzugt ist dabei die Kanalstopperzone zwischen zwei benachbarten Feldzonen bzw. zwischen einer Feldzone und einer Shieldzone durchgehend ausgebildet.
  • Befindet sich ein SOI-Halbleiterbauelement mit Feldzonen und/oder Feldelektroden im Sperrzustand, so laden sich diese Feldzonen bzw. Feldelektroden auf. Wird dann die angelegte Sperrspannung abgeschaltet oder zumindest stark reduziert, so dauert das Entladen der Feldzonen bzw. Feldelektroden relativ lange. Während dieser Entladezeit wirken die noch aufgeladenen Feldzonen bzw. Feldelektroden wie ein Gate, welches bewirkt, dass das SOI-Halbleiterbauelement noch einige Zeit im Sperrzustand verbleibt, was die Schaltgeschwindigkeit des Bauelementes reduziert.
  • Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die zwischen der Halbleiterschicht und einer Feldzone bzw. einer Feldelektrode anliegende Spannung und damit deren Ladung zu begrenzen.
  • Dies geschieht in vorteilhafter Weise durch eine zwischen der Halbleiterschicht und einer Feldzone bzw. einer Feldelektrode angeordnete Zenerdiodenstruktur aus einer oder mehreren hintereinander geschalteten Zenerdioden. Eine Zenerdiode besteht aus einem pn-Übergang mit hoher Dotierung der zueinander komplementären Halbleiterbereiche. Abhängig von der Schichtdicke des Halbleiterübergangs, der Stärke der Dotierung und dem Konzentrationsgefälle der Dotierstoffe im Übergangsbereich weist die Zenerdiode eine Durchbruchspannung auf, bei deren Überschreitung sie in den leitenden Zustand übergeht, so dass die anliegende Spannung abgebaut und auf die Durchbruchspannung begrenzt wird.
  • Allgemein besteht eine Zenerdiodenstruktur aus einer Abfolge von wenigstens zwei Halbleiterbereichen mit hoher Dotierung, wobei zwei aufeinander folgende Halbleiterbereiche komplementär zueinander dotiert sind. Eine Zenerdiodenstruktur weist zwei Anschlussbereiche auf, die aus dem ersten bzw. dem letzen aller aufeinanderfolgenden Halbleiterbereiche bestehen.
  • Die Zenerdiodenstruktur ist derart in dem SOI-Halbleiterbauelement verschaltet, dass der eine Anschlussbereich die dritte Halbleiterzone und der andere die Feldelektrode bzw. die Feldzone kontaktiert. Aus herstellungstechnischen Gründen ist die Zenerdiodenstruktur bevorzugt in der Halbleiterschicht angeordnet. Dabei kann es erforderlich sein, die Zenerdiodenstruktur bereichweise, insbesondere gegenüber der Halbleiterschicht, mit einer Isolierung zu versehen.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Ausschnitt eines SOI-Halbleiterbauelements gemäß dem Stand der Technik im Querschnitt,
  • 2a einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements mit Feldelektroden im Querschnitt,
  • 2b eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße SOI-Halbleiterbauelement gemäß 2a,
  • 2c einen Querschnitt durch die Halbleiterschicht des SOI-Halbleiterbauelements gemäß 2a,
  • 2d einen Schnitt durch das Halbleitersubstrat im Bereich der Shield- bzw. Feldzone gemäß 2a,
  • 3a einen zu 2a analogen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements mit Feldelektroden, wobei die Feldelektroden nicht nur mit der Halbleiterschicht, sondern auch mit dem Halbleitersubstrat kontaktiert sind, im Querschnitt,
  • 3b eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße SOI-Halbleiterbauelement gemäß 3a,
  • 3c einen Querschnitt durch die Halbleiterschicht des SOI-Halbleiterbauelements gemäß 3a,
  • 3d einen Schnitt durch das Halbleitersubstrat im Bereich der Shield- bzw. Feldzone gemäß 3a,
  • 4a einen zu den 2a und 3a analogen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements, wobei die Feldelektroden mit dem Halbleitersubstrat elektrisch leitend verbunden und gegenüber der Halbleiterschicht isoliert sind, im Querschnitt,
  • 4b eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße SOI-Halbleiterbauelement gemäß 4a,
  • 4c einen Querschnitt durch die Halbleiterschicht des SOI-Halbleiterbauelements gemäß 4a,
  • 4d einen Schnitt durch das Halbleitersubstrat im Bereich der Shield- bzw. Feldzone gemäß 4a,
  • 5a einen Schnitt durch die Halbleiterschicht gemäß 2c mit zwischen zwei benachbarten Kopplungsstellen angeordneten Kompensationszonen,
  • 5b einen Schnitt durch die Halbleiterschicht gemäß 3c mit zwischen zwei benachbarten Kopplungsstellen angeordneten Kompensationszonen,
  • 5c einen Schnitt durch die Halbleiterschicht gemäß 4c mit zwischen zwei benachbarten Kopplungsstellen angeordneten Kompensationszonen,
  • 6a einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements im Bereich von Kompensationszonen gemäß den 2a, 3a, 5a, 5b im Querschnitt,
  • 6b einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements im Bereich von Kompensationszonen gemäß den 4a und 5c im Querschnitt,
  • 7 einen aufgebrochenen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements gemäß den 2a, 2c, 3a, 3c, 5a, 5b in perspektivischer Ansicht,
  • 8 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements mit einem parasitären MOS-Transistor und einer Kanalstopperzone,
  • 9a einen Schnitt durch ein SOI-Halbleiterbauelement gemäß den 3a–d mit einer Zenerdiodenstruktur,
  • 9b das SOI-Halbleiterbauelement gemäß 9a im Querschnitt,
  • 10a ein SOI-Halbleiterbauelement gemäß den 2a–d mit einer Zenerdiodenstruktur aus hintereinander geschalteten Zenerdioden,
  • 10b einen Schnitt durch das SOI-Halbleiterbauelement gemäß 10a im Bereich der Zenerdioden.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
  • 2a zeigt einen Ausschnitt eines als MOSFET ausgebildeten erfindungsgemäßen lateralen SOI-Halbleiterbauelements im Querschnitt.
  • Der Aufbau des Bauelements ist schichtartig und besteht aus einem Halbleitersubstrat 10 mit einer optionalen Metallisierung 15, auf dem eine erste Isolatorschicht 20 gefolgt von einer Halbleiterschicht 30 sowie einer zweiten Isolatorschicht 40 angeordnet ist.
  • Die Halbleiterschicht 30 weist eine mit einem Kontakt 51 verbundene n+-dotierte erste Halbleiterzone 31 auf, die eine Sourcezone bildet. Daran schließen sich eine ebenfalls in der Halbleiterschicht 30 angeordnete, p–-dotierte fünfte Halbleiterzone 33, die als Kanalzone ausgebildet ist, sowie eine n–-dotierte dritte Halbleiterzone an. Diese ist – in der vorliegenden Schnittansicht nicht erkennbar – als zusammenhängendes Gebiet ausgebildet, und besteht aus einer Anzahl von Teilgebieten, von denen beispielhaft die Teilgebiete 30a, 30b, 30c dargestellt sind.
  • Eine sich an die dritte Halbleiterzone anschließende und als n+-dotierte Drainzone ausgebildete zweite Halbleiterzone sowie ein damit verbundener Kontakt sind nicht dargestellt.
  • Das Halbleitersubstrat 10 weist im Bereich seiner Grenzfläche zur ersten Isolatorschicht 20 eine p-dotierte Shield-Zone 11 sowie zwei floatende Feldzonen 13a, 13b auf. In Bezug auf die Halbleiterschicht 30 liegt jeder Feldzone 13a, 13b eine dieser zugeordnete Feldelektrode 53a, 53b gegenüber. Die Feldelektroden sind stufig aufgebaut, ebenso sind jedoch beispielsweise schräg gestellte Feldelektroden 53a, 53b möglich.
  • Generell können die einzelnen Feldelektroden 53a, 53b eines SOI-Halbleiterbauelements auch unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere können sie sich in ihrer Ausgestaltung hinsichtlich Breite, Neigung, Form und Material unterscheiden. Die Feldelektroden 53a, 53b weisen ebenso wie die Feldzonen 13a, 13b eine langgestreckte Form senkrecht zur Zeichenebene auf, wobei auch ein ringförmiger Aufbau gewählt werden kann.
  • Der nicht dargestellte Bereich der zweiten Halbleiterzone kann analog zu der in 1 mit den Bezugszeichen 32 versehenen Halbleiterzone gestaltet sein, wobei der zugehörige Kontakt entsprechend des Kontaktes 52 in 1 wahlweise nur mit der zweiten Halbleiterzone oder zusätzlich mit dem Halbleitersubstrat elektrisch kontaktiert sein kann. Im Falle einer Kontaktierung mit dem Halbleitersubstrat geschieht dies vorzugsweise im Bereich einer unterhalb der zweiten Halbleiterzone im Randbereich des Halbleitersubstrats angeordneten, p-dotierten Shieldzone 12.
  • Die Feldelektroden 53a, 53b weisen ebenso wie die Feldzonen 13a, 13b eine in 2a nicht erkennbare, senkrecht zur Zeichenebene verlaufende langgestreckte Form auf. An einzelnen Stellen sind die Feldelektroden 53a, 53b mit in Längsrichtung der Feldelektroden 53a, 53b voneinander beabstandeten Kopplungsstellen vom Typ I versehen, an denen sie kapazi tiv mit der ihr zugeordneten Feldzone 13a bzw. 13b sowie über Kontaktierungszonen 34, 35 mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c gekoppelt sind.
  • Im Bereich jeder Kopplungsstelle ist die dritte Halbleiterzone 30a, 30b, 30c mit einer komplementär zu dieser dotierten Kontaktierungszone 34, 35 versehen, wobei jede der Kontaktierungszonen 34, 35 jeweils aus einer inneren Kontaktierungszone 34a, 35a und einer äußeren Kontaktierungszone 34b, 35b gebildet ist. Die inneren Kontaktierungszonen 34a, 35a sind mit den Feldelektroden 53a, 53b kontaktiert und höher dotiert – im vorliegenden Beispiel p+-dotiert – als die äußeren Kontaktierungszonen 34b, 35b, die mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c in Kontakt stehen.
  • 2b zeigt eine Draufsicht auf den Bereich der Feldelektrode 53a, 53b gemäß 2a. Die Feldelektroden 53a, 53b verlaufen parallel zueinander und sind auf der zweiten Isolatorschicht 40 angeordnet.
  • 2c zeigt einen Schnitt durch die Halbleiterschicht 30 in der Ebene A1-A1' gemäß 2a. In der Halbleiterschicht 30 sind die beiden Kontaktierungszonen 34, 35 mit ihren inneren 34a, 35a und äußeren 34b, 35b Kontaktierungszonen angeordnet. Je eine der inneren Kontaktierungszonen 34a, 35a ist von einer äußeren Kontaktierungszone 34b, 35b umschlossen.
  • Ein Schnitt durch das Halbleitersubstrat 10 auf Höhe der Shield-Zone 11 und der Feldzonen 13a, 13b in der Ebene B1-B1' gemäß 2a ist in 2d dargestellt. Im Halbleitersubstrat 10 sind zwei floatende Feldzonen 13a, 13b angeordnet. Die Feldzonen 13a, 13b können durch ein beliebiges Dotierverfahren, beispielsweise durch thermische Diffusion, hergestellt werden.
  • Eine andere Möglichkeit der Kopplung zwischen Feldzonen 13a, 13b und den diesen jeweils zugeordneten Feldelektroden 53a, 53b ist in 3a dargestellt. Hier sind die Feldelektroden 53a, 53b an Kopplungsstellen vom Typ II zum einen mit der ihnen zugeordneten Feldzone 13a, 13b und zum anderen über eine innere 34a, 35a und eine äußere 34b, 35b Kontaktierungszone mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c verbunden. Hierdurch kommt es zu einer Angleichung des elektrischen Potentials jeweils einer Feldzone 13a, 13b und der dieser zugeordneten Feldelektrode 53a, 53b.
  • 3b zeigt eine Draufsicht auf das Bauelement nach 3a, die der Ansicht nach 2a entspricht.
  • 3c zeigt eine Schnittansicht durch die Halbleiterschicht 30 im Bereich zweier Kopplungsstellen vom Typ III in der Ebene A2-A2' aus 3a, woraus ersichtlich ist, dass die Feldelektroden 53a, 53b an den Kopplungsstellen durch die dritte Halbleiterzone 30a, 30b, 30c hindurchgeführt sind. Auch hier sind die Feldelektroden 53a, 53b mittels einer inneren 34a, 35a und einer äußeren 34b, 35b Kontaktierungszone mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c verbunden.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Kopplung jeweils einer Feldelektrode 53a, 53b und einer dieser zugeordneten Feldzone 13a, 13b ist in 4a gezeigt. Ebenso wie in 3a ist auch hier die Feldelektrode 53a, 53b an den Kopplungsstellen mit der ihr zugeordneten Feldzone 13a, 13b elektrisch verbunden. Im Unterschied zu dem Bauelement nach 3a sind jedoch die Feldelektroden 53a, 53b in der Halbleiterschicht 30 durch eine Isolierung gegenüber der Halbleiterschicht 30 isoliert. Jedes aus einer Feldelektrode 53a, 53b und der ihr zugeordneten Feldzone 13a, 13b gebildete Paar ist elektrisch floatend angeordnet.
  • Eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Halbleiterelements gemäß 4a mit der zweiten Isolatorschicht 40 sowie den darauf angeordneten Feldelektroden 53a, 53b ist in 4b dargestellt.
  • 4c zeigt einen Schnitt durch die Halbleiterschicht 30 der 4a in der Ebene A3-A3'. Aus dieser Ansicht ist der wesentliche Unterschied zu den Bauelementen nach den 2 und 3 ersichtlich. Er betrifft die Ausführungsform der Kopplungsstellen und besteht darin, dass die Feldelektroden 53a, 53b durch eine Isolierung 25a, 25b gegenüber der Halbleiterschicht 30 isoliert sind. Die erste Isolatorschicht 20 und die zweite Isolatorschicht 40 gehen im Bereich der Isolierung 25a, 25b ineinander über und isolieren die Feldelektroden 53a, 53b gegenüber der Halbleiterschicht 30. Die erste 20 und zweite 40 Isolatorschicht sowie die Isolierungen 25a, 25b können einstückig ausgebildet sein.
  • 4d zeigt eine Schnittansicht durch das Halbleitersubstrat 10 in der Ebene B3-B3' in 4a. Diese Ansicht ist identisch mit denen aus den 2d und 3d.
  • Befinden sich die in den 2a, 3a und 4a vorgestellten erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelemente in leitendem Zustand, so stellt sich jeweils in deren Halbleiterschicht 30 (siehe hierzu die Schnittansichten 2c, 3c bzw. 4c) eine Hauptstromrichtung quer zu den Feldelektroden 53a, 53b bzw. quer zu den Feldzonen 13a, 13b ein.
  • 5a entspricht der Darstellung aus 2c, jedoch sind hier jeweils zwei in Längsrichtung der Feldelektroden 53a, 53b voneinander beabstandete Kopplungsstellen dargestellt. Die Hauptstromrichtung wird durch den eingezeichneten Pfeil symbolisiert.
  • In einer Richtung quer zur Hauptstromrichtung wird der für den Strom zur Verfügung stehende Querschnitt dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c reduziert, da der an den Kopplungsstellen ausgesparte Bereich der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c nicht für einen Stromfluss zur Verfügung steht. Die Folge davon ist einer Erhöhung des Widerstands der Driftzone. Um diesen Mangel auszugleichen, ist es gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung vorteilhaft, die Dotierung der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c zwischen jeweils zwei in einer Richtung quer zur Hauptstromrichtung benachbarter Kopplungsstellen anzuheben, um so die Anzahl der für den Stromfluss zur Verfügung stehenden Ladungsträger zu erhöhen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird dabei die Dotierung so gewählt, dass die Anzahl der freien Ladungsträger zwischen der ersten 31 und zweiten 32 Halbleiterzone innerhalb der Driftzone in jeder Richtung quer zur Hauptstromrichtung wenigstens näherungsweise konstant ist. Die wegen der Kopplungsstellen fehlenden Ladungsträger werden durch eine Erhöhung der Dotierung kompensiert. Entsprechend werden diese Bereiche mit erhöhter Dotierung auch als Kompensationszonen 60a, 60b bezeichnet.
  • Analog zu 5a entsprechen die 5b bzw. 5c den 3c bzw. 4c. Hier sind ebenfalls jeweils zwei in Längsrichtung der Feldelektroden 53a, 53b voneinander beabstandete Kopplungsstellen dargestellt. Die Hauptstromrichtung wird wiederum durch die eingezeichneten Pfeile symbolisiert.
  • Auch hier ist wegen der Kopplungsstellen 53a/34a/34b, 53b/35a/35b bzw. 53a/25a, 53b/25b der in Hauptstromrichtung für den Strom zur Verfügung stehende Querschnitt der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c reduziert. Um die dadurch bedingte Widerstandserhöhung auszugleichen, sind hier, ebenso wie bei dem in 5a gezeigten SOI-Halbleiterbauelement, in den SOI-Halbleiterbauelementen gemäß den 5b bzw. 5c zwischen quer zur Hauptstromrichtung voneinander beabstandeten Kopplungsstellen 53a/34a/34b, 53b/35a/35b bzw. 53a/25a, 53b/25b Kompensationszonen 60a, 60b in der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c angeordnet, die denselben Leitungstyp, jedoch eine höhere Dotierung als diese aufweisen. Damit ist die Zahl für die Stromleitung zur Verfügung stehenden Ladungsträger in den Kompensationszonen 60a, 60b erhöht. Die Breite der Kompensationszonen 60a, 60b in den SOI-Halbleiterbauelementen gemäß den 5a, 5b und 5c ist jeweils an die Abmessungen der Kopplungsstellen 34a/34b, 35a/35b, 53a/34a/34b, 53b/35a/35b bzw. 53a/25a, 53b/25b in Hauptstromrichtung angepasst.
  • 6a zeigt einen Vertikalschnitt durch ein SOI-Halbleiterbauelement gemäß den 5a bzw. 5b im Bereich der Kompensationszonen 60a, 60b in einer Ebene C1-C1' bzw. C2-C2'. Analog dazu zeigt 6b einen Querschnitt durch ein SOI-Halbleiterbauelement gemäß 5c im Bereich der Kompensationszonen 60a, 60b in einer Ebene C3-C3'.
  • Im Vergleich der in den beiden 6a und 6b dargestellten Bauelemente ist zu erkennen, dass die Kompensationszonen 60a, 60b unterschiedlichen Breiten aufweisen, die von der Dotierungskonzentration der Kompensationszonen 60a, 60b, den Schichtdicken der zweiten Isolatorschicht 40 bzw. der Halbleiterschicht 30 sowie der Breite der Feldzonen 13a, 13b, der Feldelektroden 53a, 53b und der Kopplungsstellen 60a, 60b, d.h. der ersten Kontaktierungszonen 34a, 34b bzw. der Isolierungen 25a, 25b ab.
  • Eine teilweise aufgebrochene Darstellung in Schrägsicht eines erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelements ist in 7 gezeigt. Die Darstellung ist konform zu den 2 und 3. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die zweite Isolatorschicht 40 sowie die vierte Halbleiterzone 10a sowie nicht dargestellt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung zur Erhöhung der Sperrspannungsfestigkeit richtet sich auf die Beseitigung unerwünschter Ströme, die in einem parasitären MOS-Transistor entstehen. Ein derartiger parasitärer MOS-Transistor wird, wie in 8 gezeigt, aus den p-dotierten Feldzonen 13a, 13b und dem dazwischenliegenden, als Kanalzone des parasitären MOS-Transistors wirkenden n–-dotierten Bereich der vierten Halbleiterzone 10a gebildet. Der diesem Bereich gegenüberliegende Teil 30b der in der Halbleiterschicht 30 angeordneten dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c bildet das Gate des parasitären p-MOS-Transistors. Steigt der Strom in der Halbleiterschicht 30 an, so wird der parasitäre p-MOS-Transistor ab einer bestimmten Stromstärke aufgesteuert. Das Schaltbild des parasitären p-MOS-Transistors ist schematisch in 8 ebenso dargestellt.
  • Zur Vermeidung eines Stromflusses über dessen parasitären MOS-Transistor ist die Dotierung der vierten Halbleiterzone 10a zwischen den benachbarten Feldzonen 13a, 13b angehoben. Dieser Bereich wird auch als Kanalstopperzone 10b bezeichnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Kanalstopperzone 10b entlang der Grenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der ersten Isolatorschicht 20 ausgehend von der Feldzone 13a bis hin zur Feldzone 13b. Durch die Kanalstopperzone 10b wird die Einsatzspannung des parasitären p-MOS-Transistors angehoben.
  • Bei den Feldelektroden 53a, 53b und bei den Feldzonen 13a, 13b kann es vor allem im Sperrzustand des SOI-Halbleiterbauelements zu hohen Potentialunterschieden zwischen den Feldelektroden 53a, 53b bzw. den Feldzonen 13a, 13b und der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c kommen. Zur Vermeidung derart hoher Potentialunterschiede ist es gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung vorgesehen, zwischen den Feldelektroden 53a, 53b und/oder den Feldzonen 13a, 13b und der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c eine Zenerdiodenstruktur einzusetzen. Unter einer Zenerdiodenstruktur wird eine einzelne Zenerdiode oder mehrere hintereinander geschaltete Zenerdioden verstanden.
  • Technisch wird eine Zenerdiode durch einen hochdotierten pn-Übergang realisiert, d.h. durch einen Übergang von einem p+-Bereich zu einem n+-Bereich. Eine derartige Zenerdiodenstruktur weist eine bestimmte Schwellenspannung auf. Überschreitet eine in Sperrrichtung von außen an die Zenerdiodenstruktur angelegte Spannung diese Schwellenspannung, so schaltet die Zenerdiodenstruktur durch, so dass die von außen angelegte Spannung auf den Wert der Schwellenspannung begrenzt wird.
  • Durch eine geeignet aufgebaute und verschaltete Zenerdiodenstruktur kann somit die zwischen einer Feldelektrode 53a, 53b bzw. einer Feldzone 13a, 13b und der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c anliegende Spannung auf einen zulässigen Wert begrenzt werden.
  • Prinzipiell ist es möglich, die Zenerdiodenstruktur zwischen einer Feldelektrode 53a, 53b bzw. einer Feldzone 13a, 13b und der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c an einer beliebigen Stelle des SOI-Halbleiterbauelements, beispielsweise innerhalb der zweiten Isolatorschicht 40 bzw. der ersten Halbleiterschicht 2, anzuordnen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden derartige Zenerdiodenstrukturen an einer oder mehreren, jedoch nicht notwendigerweise an allen Kopplungsstellen einer Feldelektrode 53a, 53b bzw. einer Feldzone 13a, 13b innerhalb der Halbleiterschicht 30 angeordnet.
  • Ein Beispiel für eine derartige Anordnung zeigt 9a. Der hier dargestellte Schnitt durch die Halbleiterebene 30 entspricht der Darstellung in 5b. Im Unterschied dazu wurden jedoch zwei der Kopplungsstellen durch die Integration einer Zenerdiode modifiziert. Bei den beiden oben dargestellten Kopplungsstellen schließt sich an die p+-dotierten inneren Kontaktierungszonen 34a, 35a jeweils eine ebenfalls p+-dotierte Zenerdioden-Teilzone 70a, 80a, gefolgt von einer n–-dotierten Zenerdioden-Teilzone 70b, 80b an. Die Zenerdioden-Teilzonen 70a und 70b bzw. 80a und 80b bilden zusammen jeweils eine Zenerdiode 70 bzw. 80.
  • Die n+-dotierten Zenerdioden-Teilzonen 70b bzw. 80b sind einerseits an den Kompensationszonen 60a bzw. 60b mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c kontaktiert. Andererseits sind die Zenerdioden-Teilzonen 70a, 80a über die inneren Kontaktierungszonen 34a, 35a mit den Feldelektroden 53a, 53b verbunden. Eine solche Anordnung ist aus 9b ersichtlich, die einen vertikalen Schnitt durch zwei derselben Feldelektrode 53a zugeordnete Kopplungsstellen zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Feldelektrode 53a an der mit der Zenerdiode 70 versehenen Kopplungsstelle nicht mit der Feldzone 13a elektrisch leitend verbunden. Die Zenerdioden 70, 80 sind ausschließlich in der Halbleiterebene 30 angeordnet.
  • Ein weiteres Beispiel mit an Kopplungsstellen angeordneten Zenerdiodenstrukturen 70, 80 zeigt 10a. Das dargestellte SOI-Halbleiterbauelement entspricht ebenfalls demjenigen aus 5b. Auch hier ist eine der einer Feldelektrode 53a zugeordneten Kopplungsstellen mit einer Zenerdiodenstruktur 70 versehen. Die Zenerdiodenstruktur 70 besteht aus einer Abfolge von vier Zenerdioden-Teilzonen 70a-d, wobei unmittelbar aufeinanderfolgende Zenerdioden-Teilzonen einen zueinander komplementären Leitungstyp aufweisen.
  • Zwischen den vier Zenerdioden-Teilzonen 70a-d liegen drei Halbleiterübergänge zwischen benachbarten hochdotierten und zueinander komplementären Zenerdioden-Teilzonen vor. Jeder dieser drei Übergänge stellt eine von drei hintereinander geschalteten Zenerdioden dar, wobei die mittleren Zenerdioden 70b/70c bzw. 80b/80c entgegengesetzt zu den äußeren Zenerdioden 70a/70b, 70c/70d, 80a/80b, 80c/80d gepolt sind.
  • Die beiden identisch aufgebauten Zenerdiodenstrukturen 70, 80 sind ausschließlich in der Halbleiterebene 30 angeordnet und teilweise von Isolierungen 90a, 90b gegenüber der Halbleiterschicht 30 isoliert. Mit der dritten Halbleiterzone 30a, 30b, 30c sind lediglich die an einem Ende der Zenerdiodenstruktur 70, 80 angeordneten Zenerdioden-Teilzonen 70d und 80d kontaktiert. Die am anderen Ende befindlichen Zenerdioden-Teilzonen 70a, 80a sind ebenso wie die inneren Kontaktierungszonen 34a, 35a p+-dotiert und einstückig mit diesen ausgebildet, so dass damit die Zenerdiodenstrukturen 70, 80 mit den Feldelektroden 53a, 53b kontaktiert sind.
  • Einen Schnitt durch die Ebene E2-E2' im Bereich der Zenerdiodenstrukturen 70, 80 gemäß 10a zeigt 10b. In Kombination mit 10a ist hier gut zu erkennen, dass die Feldelektrode 53a bzw. 53b und die mit einer Zenerdioden struktur 70 bzw. 80 versehenen Kopplungsstellen lediglich über die Zenerdiodenstrukturen 70 bzw. 80 mit der Halbleiterschicht kontaktiert sind. Eine Kontaktierung der Feldelektrode 53a bzw. 53b über eine innere 34a bzw. 35a und einer äußere 34b bzw. 35b Kontaktierungszone liegt in diesem Ausführungsbeispiel nicht vor.
  • Bei allen erfindungsgemäßen SOI-Halbleiterbauelementen sind, sofern vorhanden, die Kanalstopperzonen 10b vom selben Leitungstyp wie das Halbleitersubstrat 10, während – sofern vorhanden – die Shieldzonen 11, 12 ebenso wie die Feldzonen 13a, 13b den anderen, dazu komplementären Leitungstyp aufweisen. Dabei ist es bei sonst unverändertem Aufbau des SOI-Halbleiterbauelements unerheblich, ob der eine Leitungstyp n-leitend und der andere p-leitend oder umgekehrt ist.
    • 10
    Halbleitersubstrat
    10a
    Vierte Halbleiterzone
    10b
    Kanalstopperzone
    11, 12
    Shieldzone
    13a, 13b
    Feldzone
    15
    Metallisierung Substrat
    20
    Erste Isolatorschicht
    25a, 25b
    Isolierung
    30
    Halbleiterschicht
    30a, 30b, 30c
    Dritte Halbleiterzone
    31
    Erste Halbleiterzone
    32
    Zweite Halbleiterzone
    33
    Fünfte Halbleiterzone/Kanalzone
    34a, 34b
    Erste Kontaktierungszone
    35a, 35b
    Zweite Kontaktierungszone
    40
    Zweite Isolatorschicht
    41
    Gate-Elektrode
    51
    Kontakt der ersten Halbleiterzone
    52
    Kontakt der zweiten Halbleiterzone
    53a, 53b
    Feldelektrode
    60a, 60b
    Kompensationszonen
    70, 80
    Zenerdiodenstruktur
    70a, 70c, 80a, 80c
    Zenerdioden-Teilzone vom zweiten
    Leitungstyp
    70b, 70d, 80b, 81d
    Zenerdioden-Teilzone vom ersten
    Leitungstyp
    90a, 90b
    Isolierung der Zenerdiodenstruktur

Claims (30)

  1. SOI-Halbleiterbauelement mit einem schichtartigen Aufbau, das aufeinanderfolgend ein Halbleitersubstrat (10), eine erste Isolatorschicht (20) und eine Halbleiterschicht (30) umfasst und das folgende weitere Merkmale aufweist: – eine erste Halbleiterzone (31) und eine zweite Halbleiterzone (32), die lateral voneinander beabstandet in der Halbleiterschicht (30) angeordnet sind, sowie eine zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone (31, 32) angeordnete dritte Halbleiterzone (30a, 30b, 30c, 60a, 60b), – eine vierte Halbleiterzone (10a), die im Halbleitersubstrat (10) angeordnet ist, – wenigstens eine Feldzone (13a, 13b), die in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone (31, 32) im Halbleitersubstrat (10) angeordnet und komplementär zur vierten Halbleiterzone (10a) dotiert ist, und – wenigstens eine Feldelektrode (53a, 53b), die in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten Halbleiterzone (31, 32) auf der der ersten Isolatorschicht (20) abgewandten Seite der Halbleiterschicht (30) angeordnet ist.
  2. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbleiterzone (31) denselben Leitungstyp aufweist wie die zweite Halbleiterzone (32).
  3. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbleiterzone (31) komplementär zur zweiten Halbleiterzone (32) dotiert ist.
  4. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine fünfte Halbleiterzone (33), die komplementär zur ersten Halbleiterzone (31) dotiert und zwischen dieser und der dritten Halbleiterzone (30a, 30b, 30c) in der Halbleiterschicht (30) angeordnet ist.
  5. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Halbleiterzone (30a, 30b, 30c) denselben Leitungstyp aufweist wie die zweite Halbleiterzone (32).
  6. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Halbleiterzone (31, 32) höher dotiert ist als die dritte Halbleiterzone (30a, 30b, 30c).
  7. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Halbleitersubstrat (10) und der ersten und/oder zweiten Halbleiterzone (31, 32).
  8. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat (10) im Bereich der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten und/oder zweiten Halbleiterzone (31, 32) eine zur vierten Halbleiterzone (10a) komplementär dotierte erste (11) bzw. zweite Abschirmzone (12) aufweist.
  9. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Feldelektrode (53a, 53b) und wenigstens eine Feldzone (13a, 13b) in Bezug auf die Halbleiterschicht (30) einander gegenüber liegen.
  10. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kopplungsstelle, an der eine Feldelektrode (53a, 53b) mit der Halbleiterschicht (30) und/oder einer Feldzone (13a, 13b) auf eine der folgenden Arten gekoppelt ist. – Typ I: die Feldelektrode (53a, 53b) ist mit der Halbleiterschicht (30), jedoch mit keiner Feldzone (13a, 13b) elektrisch leitend verbunden, – Typ II: die Feldelektrode (53a, 53b) ist mit der Halbleiterschicht (30) und mit einer Feldzone (13a, 13b) elektrisch leitend verbunden, – Typ III: die Feldelektrode (53a, 53b) ist mit einer Feldzone (13a, 13b), jedoch nicht mit der Halbleiterschicht (30) elektrisch leitend verbunden.
  11. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kopplungsstelle vom Typ I oder II, die eine Kontaktierungszone (34, 35) vom zweiten Leitungstyp aufweist, welche die Halbleiterschicht (30) mit der wenigstens einen Feldelektrode (53a, 53b) elektrisch leitend verbindet.
  12. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kontaktierungszone (34, 35) einen ersten Bereich (34a, 35a) und einen zweiten Bereich (35a, 35b) aufweist, wobei – der erste Bereich (34a, 34b) höher dotiert ist als der zweite Bereich (35a, 35b), – der erste Bereich (34a, 34b) mit der einer Feldelektrode (53a, 53b) kontaktiert ist und – der zweite Bereich (35a, 35b) mit der Halbleiterschicht (30) kontaktiert ist.
  13. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Kopplungsstelle vom Typ III, an der die wenigstens eine Feldelektrode (53a, 53b) gegenüber der Halbleiterschicht (30) elektrisch isoliert ist.
  14. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Kopplungsstelle vom Typ I, II oder III.
  15. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Halbleiterzone (30a, 30b, 30c) wenigstens eine zwischen zwei Kopplungsstellen angeordnete Kompensationszone (60a, 60b) aufweist, in der die Dotierung der dritten Halbleiterzone (30a, 30b, 30c) angehoben ist.
  16. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kopplungsstellen, zwischen denen die Kompensationszone (60a, 60b) angeordnet ist, mit derselben Feldelektrode (53a, 53b) und/oder derselben Feldzone (13a, 13b) gekoppelt sind.
  17. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Feldelektroden (53a, 53b) stufig ausgebildet ist.
  18. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halbleiterzone (32) mit der zweiten Abschirmzone (12) elektrisch leitend verbunden ist.
  19. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kanalstopperzone (10b), die – im Halbleitersubstrat (10) zwischen einer Feldzone (13a) und einer weiteren Feldzone (13b) bzw. zwischen einer Feldzone (13a, 13b) und der ersten (11) oder zweiten (12) Abschirmzone angeordnet ist, und die – denselben Leitungstyp wie die vierte Halbleiterzone (10a), jedoch eine höhere Dotierung als diese aufweist.
  20. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstopperzone (10b) durchgehend von der wenigstens einen Feldzone (13a, 13b) zu einer weiteren Feldzone (13b, 13a) bzw. einer Abschirmzone (11, 12) ausgebildet ist.
  21. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (11) und die zweite (12) Abschirmzone, die Kanalstopperzone (10b) und die Feldzonen (13a, 13b) an der der Halbleiterschicht (30) zugewandten Grenzfläche des Halbleitersubstrates (10) angeordnet sind.
  22. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwei Anschlussbereiche (70a, 70d, 80a, 80d) aufweisende Zenerdiodenstruktur (70, 80), wobei einer der Anschlussbereiche (70d, 80d) mit der dritten Halbleiterzone (30a, 30b, 30c) und der andere Anschlussbereich (70a, 80a) mit der wenigstens einen Feldelektrode (53a, 53b) bzw. der wenigstens einen Feldzone (13a, 13b) kontaktiert ist.
  23. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiodenstruktur (70, 80) in der Halbleiterschicht (30) angeordnet ist.
  24. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiodenstruktur (70, 80) an einer Kopplungsstelle angeordnet ist.
  25. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiodenstruktur (70, 80) mehrere hintereinander geschaltete Zenerdiodenübergänge aufweist.
  26. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiodenstruktur (70, 80) bereichsweise von einer Isolierung (90a, 90b) umgeben ist.
  27. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Feldelektrode (53a, 53b) gegenüber der Halbleiterschicht (30) elektrisch isoliert ist.
  28. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Feldelektrode (53a, 53b) gegenüber der Halbleiterschicht (30) durch eine zweite, im wesentlichen schichtartige Isolatorschicht (40) elektrisch isoliert ist.
  29. SOI-Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Leitungstyp n-leitend und der zweite Leitungstyp p-leitend ist, oder umgekehrt – der erste Leitungstyp p-leitend und der zweite Leitungstyp n-leitend ist.
  30. SOI-Halbleiterbauelement nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Halbleiterzone (10a) n-leitend oder p-leitend ist.
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